Orientador: Ilmar Ferreira Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T17:57:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MelquisedecFrancisco_M.pdf: 4536587 bytes, checksum: cf5766b2de10c64f376962a4229e8c72 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O presente trabalho descreve detalhadamente as principais etapas e hipóteses simplificadas para se conseguir descrever matematicamente as características operacionais de mancais segmentados levando-se em consideração os efeitos térmicos. Utiliza-se um modelo computacional termohidrodinâmico que possibilita obter a distribuição de pressão, a espessura do filme de óleo, a variação tridimensional da viscosidade e temperatura e os perfis de velocidade. O primeiro passo no detalhamento matemático é a obtenção de uma equação analítica para descrever a folga radial em função das coordenadas do centro do rotor, do mancal e do ângulo de inclinação de cada segmento. A partir da equação de movimento dos fluidos (ou de Navier-Stokes) e da continuidade, obtém-se a equação de Reynolds, tendo como hipótese principal que o fluido em questão escoa de forma laminar na folga radial. Resolvendo-se a equação de Reynolds, obtém-se a distribuição da pressão hidrodinâmica. Integrando-se a distribuição da pressão sobre a superfície do segmento obtém-se as forças hidrodinâmicas responsáveis pela sustentação do rotor e redução do atrito entre as partes girantes e não girantes do sistema. Estas forças são calculadas iterativamente até que se encontre o ponto de equilíbrio rotor-mancal, o qual é resultante das forças existentes e do momento em torno dos apoios dos segmentos. A viscosidade varia nas três dimensões do problema físico considerado e depende somente da temperatura, a qual é obtida através da equação da energia para um fluido incompressÍvel. As equações de Reynolds e da energia são resolvidas simultaneamente através do Método das Diferenças Finitas com o auxílio de um programa computacional desenvolvido em linguagem "C" e os resultados advindos foram comparados com outros verificados na literatura consultada / Abstract: This work details the principal steps and simplifying assumptions for describing mathematically the dynamical characteristics of tilting-pad journal bearings taking into account the thermal effects. One uses a thermohydrodynamic mo deI which allows the description of the pressure distribution over the pads, the tridimensional variation of the temperature of the oil together with its velocity profiles. The first step to obtain the mathematical model is the description of an equation that describe the radial clearence, which is obtained from the coordinate system of the shaft and the inclination angle of the pads. From the Navier-Stokes and continuity equations, we obtain the Reynols equation, having the hypothesis that the fluid flow is laminar. Solving the Reynolds equation, it is obtained the hydrodynamic pressure distribution. Then this pressure is integrated over the pad surface, to obtain the hydrodynamc forces that sustain the shaft and reduce the friction between the shaft and pads. This forces are calculated iteractively since the equilibrium point is reached, which is a function from the forces and moments. The viscosity vary in three dimensions and is a function from the temperature, which is obtained from the energy equation for an incompressible fluid. The Reynolds and energy equations are solved simultaneously through the Finite Difference Method with the use of a computational program in C language and the obtained results are compared with others from the bibliografy analised. / Mestrado / Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Sergio Tonini Button / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T19:59:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martinez_GustavoAristidesSantana_D.pdf: 4959631 bytes, checksum: e6b7d112b2e214d6ce2dea3150d504a3 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: O tipo de regime de lubrificação que ocorre na trefilação tem uma grande influencia nas condições de atrito, acabamento superficial e no desgaste da ferramenta. Este trabalho apresenta o estudo da lubrificação no tribo-sistema de trefilação a altas velocidades. É analisada a influencia da velocidade, viscosidade e da geometria da ferramenta no estabelecimento do regime de lubrificação na trefilação do aço inoxidável austenítico ABNT 304 L. Foi desenvolvido também um modelo físico-matemático para auxiliar na determinação das condições ideais para o estabelecimento da lubrificação, verificado pela análise dos resultados experimentais / Abstract: The lubrication regime which occurs in wiredrawing has a strong influence on frictional conditions, surface finish and tooling wear. This works presents a study of the lubricatio'n in wiredrawing tribo-system with high speeds. It is analyzed the influence of the drawing speed, the lubricant viscosity an the tool geometry in the formation of the lubrication regime in the wiredrawing of the austenitic stainless steel ABNT 304 L. It was also developed a physical-mathematical model to aid in the determination of the ideal conditions for the establishment of the hydrodynamic lubrication. Experimental results show the possibility of previously define the process conditions to obtain adequate lubrication / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Ilmar Ferreira Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:24:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Watanabe_FlavioYukio_D.pdf: 7415241 bytes, checksum: 4a5579de8485e3be77c05870cf8f5913 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A estabilidade de sistemas rotativos suportados por mancais hidrostáticos radiais com múltiplos rebaixos está diretamente relacionada com as características dinâmicas do filme de fluido lubrificante do manca. Os problemas de instabilidade acentuam-se com o aumento da velocidade de rotação da máquina, devido à redução do amortecimento e ao aumento do efeito de acoplamentos cruzados inerentes a este tipo de manca. Um aumento da margem de estabilidade de mancais radiais pode ser obtido através da adaptação de sistemas hidráulicos de controles acoplados a mancais convencionais. As forças no filme de fluido lubrificante são geradas em mancais hidrostáticos por dois tipos de mecanismos principais de lubrificação: a lubrificação hidrostática nos rebaixos do mancal e a lubrificação bidrodinâmica nos ressaltos dos mancais, quando operando em rotação. A combinação destes dois tipos de mecanismos de lubrificação resulta do mancal híbrido radmI (MHR). Quando parte da pressão hidrostática é dinamicamente modificada por meio de sistemas de controle hidráulico, diz-se que o mancal possui lubrificação ativa. O objetivo principal deste trabalho é a IDvestjgação do mancal híbrido radial com lubrificação ativa (MHRA), combinando dinâmica de fluido computacional e técnicas de controle. A maior contribuição deste trabaIho é demonstrar teoricamente a capacidade de influenciar os coeficientes dinâmicos de rigidez e amortecimento do mancal hibrido racüal por meio da iqjeção controlada de fluido nos rebaixas opostos do mancal. Empregando-se a lubrificação ativa torna- se possível reduzir os coeficientes crozados de rigidez acelevados de estabilidade. As limitações e a viabilidade de implementação da lubrificação ativa também são mscutidas, baseadas no comportamento característico do controlador hidráulico e do sistema rotor-mancaL / Abstract: The stability of rotating systems supported by multirecess hydrostatic journal bearings is closely reIated to the dynamic characteristics of the bearing lubricant fluid film. The instability problems arise with the increase of the machine rotational speed, due to the bearing damping reduction and the increase of the joW'Ilal cross coupling effect. An increase in this stability reserve can be achieved by adapting active servo control systems on the conventional bearings; Fluid fiJmforces are generated in hydrostatic journal bearings mainly by two types of lubrication mechanisms: the hydrostatic lubrication in the bearing recesses and hydrodynanúc lubrication in the bearing lands, when operating in rotation. The combination of both lubrication mechanisms leads to hybrid journal bearings (HJB). When part of hydrostatic pressure is also dynamically modified by means of hydraulic control systems, one refers to the active lubrication. The main objective in this work is the investigation of an active hybridjournal bearing (AHJB), combining computational fluid dynamics and control tecbniques. The main contribution of the present work is reIated to the feasibility of influencing the hybrid joumal bearing stiffuess and damping coefficients by controlling the fluid injection into opposed bearing recesses. One shows that is possible to reduce cross-coupling stiffuess and increase the direct damping coefficients by means of the active lubrication, what leads to rotor-bearing systems with Jarger threshold of stability. The active lubrication limitations and implementation capabilityare al so discussed, based on the hydraulic controller and rotor-bearing system characteristic behaviors / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T02:59:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294797.pdf: 4976680 bytes, checksum: 6e9a43f87decd9c4c4ae69ed22325f3e (MD5) / Neste trabalho foi realizado um amplo estudo, explorando vários protocolos de sínteses de partículas de MoS2, procurando a melhor morfologia para ser utilizada como aditivo em óleos lubrificantes para compressores herméticos. Foram sintetizadas micro e nanopartículas de MoS2 em diferentes morfologias (esferas, nanoesferas, tubos, nanotarugos e nanoflores) pelos métodos hidrotérmicos e solvotérmicos. Também foram sintetizadas partículas híbridas de carbono (esferas e nanotubos) impregnadas com nanopartículas de MoS2. A morfologia das nanopartículas é fortemente influenciada pelos parâmetros de sínteses (temperatura, tempo, solvente e concentração dos reagentes) e também pela adição de agentes modificadores (surfactantes e polímeros). A morfologia adotada para utilizar como aditivo em óleos lubrificantes foi a de nanoflores com diâmetros aproximados de 250 nm. Para funcionar como aditivo lubrificante as nanoflores passaram por um tratamento com etanol absoluto em autoclave, que promove sua desidratação e torna suas superfícies lipofílicas, permitindo formar suspensões em óleos lubrificantes que apresentam boa estabilidade. Serão apresentados vários testes tribológicos de óleos lubrificantes para compressores aditivados com nanoflores de MoS2 com bons resultados. Para o caso de um óleo naftênico após aditivado com nanoflores de MoS2, observa-se uma redução excepcional de 200 % no coeficiente de atrito em relação ao óleo não aditivado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:21:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262297.pdf: 1192515 bytes, checksum: d2f00de26c2b2491defe2d4d210c4212 (MD5) / Esta dissertação trata da solução do sistema dinâmico mancalizado de um compressor alternativo. O sistema é composto por eixo, biela e pistão, sustentados por mancais hidrodinâmicos. Sendo assim, o sistema é passível a desalinhamentos e deflexões, resultando em perdas mecânicas e termodinâmicas. Modelos de dinâmica foram estudados e comparados, bem como os modelos de mancalização. A resolução do problema de mancalização baseia-se na obtenção do campo de pressão a partir da Equação de Reynolds para lubrificação, tendo como volumes finitos a metodologia de solução. Tanto modelos de mancal curto como de mancal finito foram adotados neste trabalho, verificando-se vantagens e desvantagens associadas à utilização de ambos modelos. Na dinâmica do mecanismo foi incorporada a deflexão da biela e a sua influência no sistema foi analisada. Os resultados permitiram uma compreensão melhor do mecanismo de compressão. O comportamento dinâmico é apresentado através das órbitas dos mancais, das potências dissipadas e dos efeitos de flexão e de desalinhamento. Verificou-se a importância da análise do sistema em conjunto e de como os movimentos secundários das partes móveis pode afetar o ciclo de compressão que, por sua vez, afeta as eficiências termodinâmica e mecânica do compressor.

Orientador: Ilmar Ferreira Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T03:14:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Russo_FabioHildebrand_M.pdf: 7041459 bytes, checksum: df44fa753ac779d4a44fab5e294091ee (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: A estabilidade de sistemas rotativos está intimamente relacionada com o tipo de acoplamento utilizado entre seus componentes rotativos e não rotativos. Os mancais são uma das principais partes estacionárias destes sistemas os quais definem sua faixa de estabilidade operacional. O objetivo desta pesquisa está em estudar um novo tipo de mancal, o qual possui uma lubrificação híbrida obtida através de injeção eletrônica de óleo na folga radial. A capacidade de se modificar as características do sistema através desta injeção são analisadas. Através do controle da pressão de injeção é possível atingir grandes variações das forças hidrodinâmicas ativas, as quais podem ser úteis para a redução da vibração em máquinas rotativas. Um modelo matemático é desenvolvido para este tipo especial de lubrificação, chegando-se à equação de Reynolds modificada. Esta é responsável por descrever a distribuição de pressão ao longo da superfície do mancal. Seus coeficientes dinâmicos também são determinados utilizando-se o método das pequenas perturbações, para o sistema rotor mancal em sua posição de equilíbrio. Com o auxílio da FAPESP construíu-se uma bancada de testes, a qual foi projetada durante um trabalho de iniciação científica [6], para estudar experimentalmente o comportamento deste tipo de mancal. Nesta bancada identificou-se seus coeficientes de rigidez e amortecimento, os quais foram comparados com os resultados obtidos teoricamente. Destas análises é possível observar que se consegue variar os coeficientes de rigidez do mancal utilizando-se a lubrificação híbrida. Com relação às propriedades de amortecimento, melhores investigações teóricas podem ser realizadas a fim de se ter uma melhor explicação das discrepâncias encontradas entre a teoria e o experimento / Abstract: The stability of rotating machines is strongly related to the type of coupling between the rotating and stationary parts. The bearings are one of the most important stationary part for defining the operational stability range of such a kind of machines. The goal of this research work is to study a new type of hydrid lubrication, where the oil is electro nically injected into the bearing gap. The feasibility of infiuencing the static behaviour of hydrodynamic forces by means of such oil injection is investigated. The oil injection into the bearing gap is made by two mechanisms of lubrication: the conventional hydrodynamic lubrication and through orifices distributed along the bearing surface (active lubrication in the radial direction). By controlling the pressure of the oil injection, it is possible to get large variations in the active hydrodynamic forces, that can be useful for reducing vibrations in rotating machines. The mathematical model for this special kind of lubrication is developed. The so called modified Reynolds equation is achieved for describing the pressure distribution along the bearing surface. Afterwards the dynamic coefficients of the bearing are determined by means of the perturbation method around the equilibrium position of the rotor-bearing system. A test rig, which was designed in another research [6], and had the financial support of FAPESP, was used to investigate the experimental behaviour of hybrid tilting-pad jour nal bearings. In this work an identification procedure is also implemented for obtainning its damping and stiffness coefficients. Theoretical and experimental results regarding to such coefficients are compared. It can be concluded that it is possible to change stiffness properties of bearings while hybridly lubricated. Related to damping properties fur ther theoretical investigations should be carried out in order to explain the discrepancies between theory and experimento / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Ronei Jesus Poppi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T14:31:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borin_Alessandra_M.pdf: 3140649 bytes, checksum: 907f70e55a8bb22b0e29a36244468d2b (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2007. / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:40:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273661.pdf: 9786575 bytes, checksum: 486f5aaf5031e6cd28d901ca3ca49a90 (MD5) / O estudo da lubrificação por filme fluido em componentes mecânicos é de fundamental importância na análise do comportamento dinâmico e na determinação das perdas devido ao atrito entre as partes móveis. Em muitos casos, gases presentes no sistema podem interagir com o óleo e alterar significativamente as características da lubrificação # pela sua dissolução e desprendimento no óleo, com a formação de bolhas e até mesmo de espuma. Adicionalmente, em regiões de baixa pressão o lubrificante perde a capacidade de escoar como um filme contínuo, ocorrendo o fenômeno da cavitação. De um modo geral, o fenômeno da cavitação é tratado em modelos numéricos através das condições de contorno para a equação da pressão, que então é usada somente para o cálculo na região de filme pleno, e não para todo o domínio de solução, como seria desejável. Diversos critérios estão disponíveis para tanto, e os resultados freqüentemente são sensíveis à condição escolhida. O presente trabalho propõe o estudo da cavitação considerando as mudanças que o lubrificante sofre ao longo do escoamento no componente sendo lubrificado, considerando a liberação de gás pelo líquido e a existência de um escoamento bifásico. O modelo numérico proposto trata a mistura líquido/gás como um fluido homogêneo, cujas propriedades são calculadas em médias baseadas nas propriedades das fases constituintes. O modelo então resolve numericamente a equação da lubrificação pelo método dos volumes finitos, considerando as propriedades do fluido variáveis e sem utilizar qualquer condição de contorno intermediária O lubrificante é considerado uma mistura de óleo e refrigerante, que é bastante conhecida e amplamente estudada por sua importância em problemas de lubrificação e transferência de calor em sistemas de refrigeração. Por exemplo, na dinâmica do pistão em compressores alternativos, o lubrificante é responsável por evitar o vazamento de gás pela folga entre o pistão e o cilindro, e também deve favorecer um baixo consumo de energia reduzindo o atrito entre as partes móveis. Para avançar no entendimento do modelo bifásico, inicialmente estuda-se a lubrificação em geometrias simplificadas, como a de um mancal radial parcial, e gradativamente as simplificações são relaxadas, aplicando-se o modelo aos mancais radias plenos, onde comparações com resultados experimentais são possíveis, finalmente avançando para a solução do movimento do pistão no interior do cilindro de um compressor alternativo de refrigeração. Os resultados obtidos são comparados com aqueles obtidos utilizando métodos usuais de lubrificação, como as condições de contorno de Reynolds. Os principais parâmetros operacionais e o comportamento da mistura são variados em simulações e os resultados são apresentados e discutidos, com atenção especial a sua relação com as propriedades do fluido. O modelo explora a diferença no comportamento dos componentes estudados para duas misturas distintas de óleo e refrigerante, e também sua distinção para soluções considerando óleo puro.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2008 / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:43:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275230.pdf: 3754548 bytes, checksum: 07a6d5d99c9a4f9596333a2a08329d4e (MD5) / O meio lubri-refrigerante tem um papel fundamental no processo de retificação, uma vez que este gera calor significativamente, decorrente de atrito e deformações plásticas. O calor formado pode provocar danos térmicos e instabilidade dimensional dos componentes fabricados, assim como aumentar o desgaste da ferramenta abrasiva. Por este motivo, estudos têm sido feitos para verificar a influência do modo de aplicação e atuação do meio lubri-refrigerante nesse processo. Este trabalho tem como foco o estudo e a compreensão dos fenômenos que envolvem a forma como o meio lubri-refrigerante é injetado na interface rebolo-peça, e o modo como o escoamento se comporta no interior da cavidade de corte. As ferramentas utilizadas neste estudo foram as simulações computacionais. Para avaliar as formas de injeção de fluido, foram consideradas as tubeiras do tipo sapata, analisando a maneira de como os parâmetros de corte, pressão de injeção, posicionamento e geometria da tubeira influenciam no escoamento. Por outro lado, uma vez que o escoamento tenha atingido a cavidade de corte, estudou-se a influência dos grãos abrasivos sobre o fluxo de fluido. Para que fosse possível investigar os efeitos da presença dos grãos sobre o escoamento, a sua posição na superfície do disco de retificação deveria ser bem definida. Assim, como referência para este estudo, foram utilizados os rebolos estruturados, que têm a posição de cada grão abrasivo pré-definida em sua estrutura.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:19:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327720.pdf: 1293020 bytes, checksum: 6a6235418b8a8a3ccefd506397b291ce (MD5) Previous issue date: 2013 / Uma das maiores dificuldades no processamento do óleo de arroz para fins comestíveis são os seus elevados níveis de ceras, gomas e pigmentos. Isso faz com que a maior parte do óleo de arroz não seja utilizado em aplicações alimentares. A utilização do óleo de arroz como matéria-prima para o desenvolvimento de novos produtos pode ser uma alternativa de agregação de valor comercial gerando renda aos produtores. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de dois tipos de graxa lubrificante, a primeira obtida a através de um resíduo do processamento do óleo de arroz (Oryza sativa L.) e a segunda com o óleo degomado de arroz, sendo esta última classificada como graxa lubrificante de grau alimentício. Inicialmente foram avaliadas as propriedades reológicas de três tipos de diferentes óleos do processamento do óleo de arroz (óleo bruto, óleo degomado e o resíduo da destilação da borra de neutralização - RDBN). Segundo este estudo o único dos três óleos avaliados que se mostrou reologicamente instável foi o óleo bruto de arroz. Sendo assim, foram desenvolvidos dois tipos de graxas lubrificantes, a primeira com o RDBN e a segunda com o óleo degomado de arroz. Para avaliar a qualidade das graxas, foram aplicados testes físico-químicos, de estabilidade mecânica, térmicos, análises de espectroscopia no infravermelho e análises reológicas. As graxas lubrificantes produzidas a partir do óleo degomado de arroz e o RDBN e argila bentonita apresentaram estabilidade mecânica apropriada como biolubrificantes. Por fim, realizou-se o teste de estabilidade termo-oxidativa nas graxas desenvolvidas no trabalho. Ao contrário do que está descrito na literatura, o tempo que as amostras permaneceram na estufa foi benéfico à estabilidade química das graxas, mas necessita-se de mais estudos para afirmar este fato.<br>